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Industrie 4.0 - Vernetzung von Produkt, Maschine und Werkzeug
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Industrie 4.0 (Smart Factory)
Die intelligente Vernetzung der Produktion

Industrie 4.0 beruht auf der Möglichkeit, die reale Welt der Produktion und die dort bearbeiteten Erzeugnisse mit der virtuellen Welt der Daten und Netzwerke verknüpfen zu können. Die Verbindung von beidem wird durch Computersystem dargestellt, die in Maschinen, Anlagen und Produkten integriert sind, so genannte eingebettete Systeme. Sie messen und liefern Sensordaten an ihre Umgebung. Sie speichern Produktdaten und steuern dezentral komplexe Anlagen. Eingebettete System sind die Grundlage für das Internet der Dinge; durch ihre Vernetzung werden daraus Cyber-Physische Systeme (CPS). Eingebettete System erfüllen als Kleinstcomputer vielfältige Funktionen in zahlreichen technischen Systemen wiez.B. Flugzeugen, Autos, Produktionsanlagen und Haushaltsgeräten. Sie steuern, regeln und überwachen die Systeme, in welche sie eingebettet sind. Fehler in solchen Systemen können zu grossen finanziellen Schäden und zu Gefahren für die Gesundheit der Menschen führen.

Cyber-Physische Produktionssysteme (CPPS) nutzen selbstoptimierende Unterstützungssystem sowie intelligente Sensorik und ermöglichen auch ergonomisch verbesserte Mensch-Maschine-Interkaktionen.

Um Industrie 4.0 zu realisieren, ist es daher erforderlich, Cyber-Physische Systeme als Grundlagentechnologie zu programmieren und in die Produktion zu integrieren. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter können dadurch von Routineaufgaben entlastet werden.

Konsumprodukte und auch Investitionsgüter werden immer stärker nach Kundenwünschen differenziert. Sie unterliegen deshalb unvorhersehbaren Bedarfsschwankungen. Schwankende Nachfrage und stark individualisierte Produkte führen zu immer komplexeren Prozessen. Produktions- und Logistikprozesse müssen fortlaufend den Kundenwünschen angepasst werden. Sie müssen auf Bedarfsschwankungen umfassend dynamisch reagieren. Maschinen und Anlagen können mit Hilfe von Cyber-Physischen Systemen sich selbst optimieren und rekonfigurieren und sich so an die sich ändernden Aufträge und Betriebsbedingungen anpassen.

Der Einsatz von Cyber-Physischen Systemen stellt ein Umdenken in der Produktion dar. Wenn sich CPS-gesteuerte Maschinen selbst so gut kennen, dann können sie ihre Informationen auch anderen Maschinen und Geräten mitteilen.

Industrie 4.0 befasst sich mit rein technischen oder informationstechnischen Fragestellung sowie mit den organisatorischen Konsequenzen des technischen Wandels. Daraus ergeben sich neue Geschäftsmodelle, Unternehmenskonzeptionen und erweiterte Beteiligungsspielräume für Beschäftigte.

Quelle: Text Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF, aus Industrie 4.0, Innovation für die Produktion von morgen(April 2015)
Zusammenfassung: RAOnline
Internet of Things (IoT) = Internet der Dinge

Die digitale Darstellung realer "Dinge" im Internet

In IoT-Anwendungen wie beispielsweise in Küchengeräten im Smart Home, Parksystemen im Smart Parking, Belüftungsanlagen oder Kühlsystemen im Smart Building, die Energieversorgung im Smart Grid usw. beeinflussen die reale Umgebung durch digitale Anwendungen. Sensoren erfassen die reale Umgebung in Echtzeit. Die Internetanbindung ist für die Nutzer oft nicht erkennbar. Die Interaktivität, die Verknüpfung, die Integration und das Teilen von Inhalten führt zu einer tiefgreifenden Veränderung der realen Umgebung und somit vieler Lebensbereiche.

Das Internet der Dinge wird zu einem Wandel in der Produktion und Verteilung von Waren führen. Die Arbeitswelt wird sich verändern. Die Menschen entwickeln sich in in ihren Arbeitsbereichen vom reinen «Bediener» hin zum «Regulierer» und «Steuerer» der Maschinen und Systeme. Durch diese Entwicklung wird sich die Arbeitswelt stark verändern. Berufe, in welchen Routinearbeiten verrichtet werden, drohen zu verschwinden. Neue Berufsfelder mit höherer Qualifikationsanforderungen werden entstehen.

IoT-Anwendungen stellen sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit. Die Systeme müssen vor unberechtigten Zugriffen geschützt werden. Allen Anwendungen werden mit elektrischem Strom betrieben. Der Schutz der Stromproduktion und der Stromverteilung (Smart Grid) ist daher eine zentrale Aufgabe der System- und Produkteentwickler.

Nutzerdaten sind das «Gold von Industrie 4.0» - Konsumenten werden zu Produzenten

Smarte Geräte kommunizieren mit den Produzenten dieser Geräte. Sie liefern den Geräteherstellern wertvolle Daten für die Entwicklung neuer Produkte. Die Nutzerdaten ermöglichen Nutzerprofile. Die Hersteller sind an einer engen Kundenanbindung interessiert. Sie benutzen je nach Wirtschaftszweig oft verschiedenen digitale Kanäle, um die Nutzerprofile zu optimieren.

Nicht nur die Industrie ist an den Nutzerprofilen interessiert. Auch im Dienstleistungssektor möchten Anbieter wie u.a. Telecom-, Transport- oder Touristikunternehmen möglichst vielen Kundendaten erwerben. Auch im Gesundheits- und Versicherungssektor ist Datensammeln ein gewinnbringendes Geschäft. Im mobilen Telefonverkehr, in den Gratis-WLAN- und WiFi-Netzwerken werden eifrig Nutzerdaten aufgezeichnet und gespeichert.

Viele Unternehmenhaben sich darauf spezialisiert, Nutzer- und Konsumentendaten zu sammeln und diese Daten für viel Geld an die interessierten Firmen zu verkaufen. Die für das Publikum bekanntesten Datensammler sind Social-Media-Plattformen wie Facebook, Instagram, Telegram, Twitter, Snapchat, Whatsapp oder Youtube. Diese Internetanwendungen werden den Nutzern kostenlos angeboten. Die Nutzungsbedingungen dieser digitalen Produkte sind so abgefasst, dass fast ein uneingeschränktes Datensammeln möglich ist. Darum gilt «Wer ein digitales Produkt kostenlos nutzt, ist selbst ein Produkt».

Es bleibt die Frage, wem die Nutzerprofile aus den meist heimlich gesammelten Daten mehr nützen, den meist ahnungslosen Kunden oder den Firmen und ihren Geldgebern.

Quelle: Text RAOnline
Smart Grid intelligentes Stromnetz, das Stromerzeuger, Speicher, Verbraucher und Netzanlagen effizient und zuverlässig vernetzt und steuert.
Smart Home intelligentes Wohnen, bei dem Geräte aufgrund einer Datenvernetzung und Fernsteuerbarkeit intelligent (automatisch/optimiert) gesteuert werden.

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